JP2012171213A - インプリントモールドの製造方法、インプリントモールド、及び配線板 - Google Patents

Abstract

【課題】配線パターンをバイアホールと共に形成することを可能とするインプリントモールドの製造方法を提供する。
【解決手段】インプリントモールドの製造方法は、面方位が｛１１０｝である主面３１ａを有するデバイス層３１と、ハンドル層３３と、デバイス層３１とハンドル層３３との間に積層されたＢＯＸ層３２と、を有するＳＯＩウェハ３０を準備する準備工程Ｓ１０と、少なくともデバイス層３１をウェットエッチングすることで、角柱１３を形成する角柱形成工程Ｓ２０，Ｓ３０と、少なくともハンドル層３３をドライエッチングすることで、角柱１３を支持する凸部１２を形成する凸部形成工程Ｓ４０と、を備えている。
【選択図】 図３

Description

本発明は、ナノインプリント法に用いられるインプリントモールドの製造方法及びインプリントモールド、並びにそのインプリントモールドを用いて製造された配線板に関するものである。

バイアホールを有するプリント配線板を、シリコン製のインプリントモールドを用いて形成する場合には、当該インプリントモールドに高アスペクト比のシリコン角柱を形成する必要がある。

また、当該バイアホールに導通する配線パターンをバイアホールと共にプリント配線板に形成するためには、インプリントモールドにおけるシリコン角柱の周囲に凸部を形成する必要がある。

一方、（１１０）面のシリコンウェハにウェットエッチングを２回行うことで、高アスペクト比のシリコン角柱を形成する技術が知られている（例えば特許文献１参照）。

国際公開第２００８／１１４４６６号

インプリントモールドにおけるシリコン角柱の周囲に凸部を形成するためには、シリコン角柱の形成後に当該シリコン角柱の周囲が平坦になっている必要がある。

しかしながら、上記の技術では、２回のウェットエッチングによって、シリコン角柱の周囲が凸凹になってしまい、配線パターンを形成するための凸部を形成することが困難となる。そのため、配線パターンをバイアホールと共に形成することができないという問題がある。

本発明が解決しようとする課題は、配線パターンをバイアホールと共に形成することを可能とするインプリントモールドの製造方法、インプリントモールド、及びそのインプリントモールドを用いて製造された配線板を提供することである。

［１］本発明に係るインプリントモールドの製造方法は、（Ａ）面方位が｛１１０｝である主面を有する第１のシリコン層と、第２のシリコン層と、前記第１のシリコン層と前記第２のシリコン層との間に積層されたシリコン酸化層と、を有するＳＯＩウェハを準備する準備工程と、（Ｂ）少なくとも前記第１のシリコン層をウェットエッチングすることで、角柱を形成する角柱形成工程と、（Ｃ）少なくとも前記第２のシリコン層をドライエッチングすることで、前記角柱を支持する凸部を形成する凸部形成工程と、を備えたことを特徴とする。

［２］上記発明において、前記角柱形成工程（Ｂ）は、（Ｂ−１）少なくとも前記第１のシリコン層を異方性エッチングすることで、垂直壁を形成する第１の異方性エッチング工程と、（Ｂ−２）少なくとも前記垂直壁をさらに異方性エッチングすることで、前記角柱を形成する第２の異方性エッチング工程と、を含み、前記垂直壁は、前記第１のシリコン層の前記主面に実質的に垂直な｛１１１｝面のうちの第１の結晶面に実質的に平行な壁面を有し、前記角柱は、シリコンからなる本体部を少なくとも有し、前記本体部は、前記第１の結晶面に実質的に平行な第１の側面と、前記第１のシリコン層の前記主面に実質的に垂直な｛１１１｝面の中で前記第１の結晶面とは異なる第２の結晶面に実質的に平行な第２の側面と、を有してもよい。

［３］上記発明において、前記第１の異方性エッチング工程（Ｂ−１）は、（Ｂ−１−１）前記第１のシリコン層の上に第１のマスク層を形成する工程と、（Ｂ−１−２）前記第１のマスク層の上に第１のレジスト層を形成する工程と、（Ｂ−１−３）前記第１のマスク層において前記第１のレジスト層から露出している部分を、前記第１のシリコン層が露出するまでエッチングする工程と、（Ｂ−１−４）前記第１のレジスト層を除去する工程と、（Ｂ−１−５）前記第１のシリコン層において前記第１のマスク層から露出している部分を、前記シリコン酸化層が露出するまでウェットエッチングする工程と、を含んでおり、前記第１のレジスト層は、前記第１の結晶面に実質的に平行な帯形状を有してもよい。

［４］上記発明において、前記第２の異方性エッチング工程（Ｂ−２）は、（Ｂ−２−１）前記垂直壁の前記壁面に第２のマスク層を形成する工程と、（Ｂ−２−２）第２のレジスト層を、前記第１のマスク層、前記第２のマスク層、及び前記シリコン酸化層の上に形成する工程と、（Ｂ−２−３）前記第１のマスク層及び第２のマスク層において前記第２のレジスト層から露出している部分を、前記第１のシリコン層が露出するまでエッチングする工程と、（Ｂ−２−４）前記第２のレジスト層を除去する工程と、（Ｂ−２−５）前記第１のシリコン層において前記第１のマスク層及び前記第２のマスク層から露出している部分を、前記シリコン酸化層が露出するまでウェットエッチングする工程と、を含んでおり、前記第２のレジスト層は、前記第２の結晶面に実質的に平行な帯形状を少なくとも含み、前記第１のマスク層及び前記第２のマスク層は、前記垂直壁と前記第２のレジストとの交差部分を除いて、前記第２のレジスト層から露出してもよい。

［５］上記発明において、前記凸部形成工程（Ｃ）は、（Ｃ−１）前記シリコン酸化層及び前記角柱の上に第３のレジスト層を形成する工程と、（Ｃ−２）前記シリコン酸化層において前記第３のレジスト層から露出している部分を、前記第２のシリコン層が露出するまでエッチングする工程と、（Ｃ−３）前記第３のレジスト層を除去する工程と、（Ｃ−４）前記第２のシリコン層において前記シリコン酸化層から露出している部分をドライエッチングする工程と、を含んでもよい。

［６］上記発明において、前記凸部形成工程（Ｃ）は、（Ｃ−１）前記第１のマスク層及び第２のマスク層を前記第１のシリコン層が露出するまでエッチングして、前記角柱から前記第１のマスク層及び前記第２のマスク層を除去すると共に、前記シリコン酸化層を前記第２のシリコン層が露出するまでエッチングして、前記角柱の最下部を前記シリコン酸化層で構成する工程と、（Ｃ−２）前記角柱及び前記第２のシリコン層の上に第３のレジスト層を形成する工程と、（Ｃ−３）前記第２のシリコン層において前記第３のレジスト層から露出している部分をドライエッチングする工程と、（Ｃ−４）前記第３のレジスト層を除去する工程と、を含んでもよい。

［７］本発明に係るインプリントモールドは、少なくともシリコンからなるインプリントモールドであって、支持部と、前記支持部上に設けられた凸部と、前記凸部に立設された角柱と、を備えており、前記角柱の軸方向に対して実質的に直交する方向に沿った前記角柱の断面形状は、菱形であることを特徴とする。

［８］上記発明において、前記角柱は、シリコンからなる本体部を少なくとも有しており、前記本体部は、面方位が｛１１０｝である上面と、面方位が｛１１１｝である側面と、を有してもよい。

［９］上記発明において、前記インプリントモールドは、前記角柱の最下部、又は、前記凸部の最上部に位置する第１のシリコン酸化層を備えてもよい。

［１０］上記発明において、前記角柱は、前記本体部の前記上面と一部の前記側面とを覆う第２のシリコン酸化層を有してもよい。

［１１］本発明に係る配線板は、絶縁性基材と、前記絶縁性基材に形成されたバイアホールと、前記絶縁性基材に埋設された配線パターンと、を備えており、前記バイアホールの軸方向に対して実質的に直交する方向に沿った前記バイアホールの断面形状は、菱形であることを特徴とする。

本発明によれば、ＳＯＩウェハのシリコン酸化層がエッチングストッパとして機能して、角柱形成後に当該角柱の周囲がより平坦となる。そのため、角柱の周囲に凸部を形成することができるので、配線パターンをバイアホールと共に配線板に形成することが可能となる。

図１（Ａ）は、本発明の実施形態におけるインプリントモールドを示す断面図であり、図１（Ｂ）は、図１（Ａ）のIB部の拡大図であり、図１（Ｃ）は、図１（Ｂ）のIC-IC線に沿った断面図である。 図２（Ａ）〜図２（Ｄ）は、本発明の実施形態におけるプリント配線板の製造方法を示す断面図であり、図２（Ｅ）は、図２（Ｄ）のIIE-IIE線に沿った断面図である。 図３は、本発明の実施形態におけるインプリントモールドの製造方法を示すフローチャートである。 図４（Ａ）及び図４（Ｂ）は、図３のステップＳ１０におけるウェハの平面図及び断面図である。 図５（Ａ）及び図５（Ｂ）は、図３のステップＳ２１におけるウェハの平面図及び断面図である。 図６は、図３のステップＳ２２におけるウェハの平面図である。 図７（Ａ）は、図３のステップＳ２３におけるアライメントマークの拡大平面図であり、図７（Ｂ）は、図７（Ａ）のVIIB-VIIB線に沿った断面図である。 図８（Ａ）は、図３のステップＳ２４におけるウェハの平面図であり、図８（Ｂ）は、図８（Ａ）のVIIIB-VIIIB線に沿った断面図である。 図９（Ａ）は、図３のステップＳ２５におけるウェハの平面図であり、図９（Ｂ）は、図９（Ａ）のIXB-IXB線に沿った断面図である。 図１０（Ａ）は、図３のステップＳ２６におけるウェハの平面図であり、図１０（Ｂ）は、図１０（Ａ）のXB-XB線に沿った断面図である。 図１１（Ａ）は、図３のステップＳ２７におけるウェハの平面図であり、図１１（Ｂ）は、図１１（Ａ）のXIB-XIB線に沿った断面図であり、図１１（Ｃ）は、図１１（Ｂ）のXIC-XIC線に沿った断面図である。 図１２（Ａ）は、図３のステップＳ３１におけるウェハの平面図であり、図１２（Ｂ）は、図１２（Ａ）のXIIB-XIIB線に沿った断面図であり、図１２（Ｃ）は、図１２（Ｂ）のXIIC-XIIC線に沿った断面図である。 図１３（Ａ）は、図３のステップＳ３２におけるウェハの平面図であり、図１３（Ｂ）は、図１３（Ａ）のXIIIB-XIIIB線に沿った断面図であり、図１３（Ｃ）は、図１３（Ｂ）のXIIIC-XIIIC線に沿った断面図である。 図１４は、図３のステップＳ３３におけるウェハの平面図であり、図１４（Ｂ）は、図１４（Ａ）のXIVB-XIVB線に沿った断面図であり、図１４（Ｃ）は、図１４（Ａ）のXIVC-XIVC線に沿った断面図である。 図１５（Ａ）は、図３のステップＳ３４におけるウェハの平面図であり、図１５（Ｂ）は、図１５（Ａ）のXVB-XVB線に沿った断面図であり、図１５（Ｃ）は、図１５（Ａ）のXVC-XVC線に沿った断面図である。 図１６（Ａ）は、図３のステップＳ３５におけるウェハの平面図であり、図１６（Ｂ）は、図１６（Ａ）のXVIB-XVIB線に沿った断面図であり、図１６（Ｃ）は、図１６（Ａ）のXVIC-XVIC線に沿った断面図である。 図１７（Ａ）は、図３のステップＳ４１におけるウェハの平面図であり、図１７（Ｂ）は、図１７（Ａ）のXVIIB-XVIIB線に沿った断面図である。 図１８（Ａ）は、図３のステップＳ４２におけるウェハの平面図であり、図１８（Ｂ）は、図１８（Ａ）のXVIIIB-XVIIIB線に沿った断面図である。 図１９（Ａ）は、図３のステップＳ４３におけるウェハの平面図であり、図１９（Ｂ）は、図１９（Ａ）のXIXB-XIXB線に沿った断面図である。 図２０（Ａ）は、図３のステップＳ４４におけるウェハの平面図であり、図２０（Ｂ）は、図２０（Ａ）のXXB-XXB線に沿った断面図である。 図２１は、図３のステップＳ３２で形成される第２のレジスト層の変形例を示す平面図である。 図２２（Ａ）〜図２２（Ｃ）は、図３のステップＳ４０の変形例を示す図である。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。

先ず、プリント配線板２０の製造に使用されるインプリントモールド１０の構成について、図１（Ａ）〜図１（Ｃ）を参照しながら説明する。図１（Ａ）は本実施形態におけるインプリントモールドの断面図、図１（Ｂ）は図１（Ａ）のIB部の拡大図、図１（Ｃ）は図１（Ｂ）のIC-IC線に沿った断面図である。

本実施形態におけるインプリントモールド１０は、シリコン（Ｓｉ）から構成される熱インプリント用の金型である。このインプリントモールド１０は、図１（Ａ）〜図１（Ｃ）に示すように、支持部１１、凸部１２、及び角柱１３を備えている。なお、同図に示すインプリントモールド１０における凸部１２や角柱１３の配置は一例に過ぎず、プリント配線板２０の配線パターン２２、ランド２３、及びバイアホール２４の配置に応じて決定される。

凸部１２は、プリント配線板２０の配線パターン２２やランド２３を形成するために、支持部１１上に設けられている。また、プリント配線板２０のバイアホール２４を形成するために、一部の凸部１２には角柱１３が立設されている。

なお、凸部１２において配線パターン２２に対応する部分は、平面視において支持部１１上に線状に延在しており、当該凸部１２においてランド２３に対応する部分は、平面視において角柱１３を包含するような円形状となっている（図２０（Ａ）参照）。

それぞれの凸部１２の最上部には、シリコン酸化物（ＳｉＯ_２）からなる第１のシリコン酸化層１２１が形成されている。なお、凸部１２の第１のシリコン酸化膜１２１に代えて、角柱１３Ｂの最下部に第１のシリコン酸化層１６を形成してもよい（図２２（Ｃ）参照）。

角柱１３は、図１（Ｂ）に示すように、単結晶のシリコン（Ｓｉ）から構成される本体部１４と、シリコン酸化物（ＳｉＯ_２）から構成される第２のシリコン酸化層１５と、を有している。本実施形態では、異方性エッチングによって角柱１３を形成するため、図１（Ｃ）に示すように、角柱１３の軸方向に直交する方向に沿った角柱１３の断面形状が、菱形となっている。

また、後述するように、角柱１３の本体部１４は、面方位が｛１１０｝である主面３１ａを有するデバイス層３１を加工することで形成されているため、本体部１４の上面１４１は、面方位が｛１１０｝の結晶面で構成されている。一方、当該本体部１４の全ての側面１４２〜１４５は、面方位が｛１１１｝の結晶面で構成されている。

ここで、面方位｛１１０｝とは、面方位（１１０）及びそれと等価な全ての面方位を含み、具体的には、（１１０），（１０１），（０１１），（１^*１０），（１^*０１），（０１^*１），（１１^*０），（１０１^*），（０１１^*），（１^*１^*０），（１^*０１^*），及び（０１^*１^*）を含む。

また、面方位｛１１１｝とは、面方位（１１１）及びそれと等価な全ての面方位を含み、具体的には、（１１１），（１^*１１），（１１^*１），（１１１^*），（１^*１^*１），（１^*１１^*），（１１^*１^*），及び（１^*１^*１^*）を含む。

なお、本明細書において、例えば、

を表す場合には、（ｈｋ^*ｌ）と略記する。

図１（Ｂ）及び図１（Ｃ）に示すように、この本体部１４の上面１４１全体と２つの側面１４２，１４３は、第２のシリコン酸化層１５で覆われている。これに対し、本体部１４の残りの２つの側面１４４，１４５は、第２のシリコン酸化層１５から露出して角柱１３の側面を構成している。

なお、本体部１４の上面１４１及び側面１４２，１４３に第２のシリコン酸化層１５を形成しなくてもよい（図２２（Ｃ）参照）。この場合には、本体部１４の上面１４１が露出して角柱１３Ｂの上面を構成すると共に、本体部１４の４つの側面１４２〜１４５が露出して角柱１３Ｂの側面を構成する。

次に、上記のインプリントモールド１０を用いてプリント配線板２０を熱インプリント法によって製造する方法について、図２（Ａ）〜図２（Ｅ）を参照しながら説明する。図２（Ａ）〜図２（Ｄ）は本実施形態におけるプリント配線板の製造方法を示す断面図であり、図２（Ｅ）は図２（Ｄ）のIIE-IIE線に沿った断面図である。

先ず、図２（Ａ）に示すように、インプリントモールド１０とフィルム状の樹脂基材２１ａとを、当該樹脂基材２１ａを構成する樹脂材料のガラス転移温度以上に加熱した後、インプリントモールド１０を樹脂基材２１ａに押し付ける。なお、樹脂基材２１ａとしては、例えば、ポリイミド（ＰＩ）、液晶ポリマ（ＬＣＰ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）等からなるフィルムや、味の素ファインテクノ株式会社製の層間絶縁フィルムＡＢＦ等を用いることができる。

インプリントモールド１０を樹脂基材２１ａに押し付けると、図２（Ｂ）に示すように、インプリントモールド１０の表面形状（凸部１２や角柱１３の形状）が樹脂基材２１ａに転写されて、プリント配線板２０の絶縁性基材２１が形成される。この絶縁性基材２１は、インプリントモールド１０の凸部１２や角柱１３にそれぞれ対応する凹部２１１や孔部２１２を有している。

次いで、図２（Ｃ）に示すように、インプリントモールド１０を絶縁性基材２１から離型し、カーボンやパラジウム等のＤＰＰ処理、若しくは銅やニッケル等のスパッタ処理によって、絶縁性基材２１にシード層を形成する。次いで、銅やニッケル等をメッキ処理によって凹部２１１や孔部２１２内に充填し、その後、その表面をエッチングや研磨によって平滑にする。これにより、図２（Ｄ）に示すように、絶縁性基材２１に配線パターン２２、ランド２３、及びバイアホール２４が形成され、プリント配線板２０が完成する。

このプリント配線板２０では、配線パターン２２がランド２３の外周部から絶縁基材２１の平面方向に沿って延在していると共に、バイアホール２４の上にランド２３が位置しており、配線パターン２２とバイアホール２４とは、ランド２３を介して接続されている。このプリント配線板２０は、例えば、半導体デバイスが実装される半導体パッケージ用基板として利用される。なお、本実施形態では、配線パターン２２とランド２３が同一の深さを有しているが、特にこれに限定されない。

以上のように、本実施形態では、角柱１３に加えて凸部１２を有するインプリントモールド１０を用いてプリント配線板２０を製造するので、配線パターン２２及びランド２３がバイアホール２４と共に形成される。

このプリント配線板２０は、上記の熱インプリント法によって形成されるので、図２（Ｄ）に示すように、配線パターン２２やランド２３が絶縁性基材２１内に埋設されている。

また、当該プリント配線板２０におけるバイアホール２４は、菱形の断面形状を有する角柱１３の形状が転写されることで形成されるため、図２（Ｅ）に示すように、バイアホール２４の軸方向に対して実質的に直交する方向に沿ったバイアホール２４の断面形状も、菱形となっている。

なお、図２（Ｄ）に示すプリント配線板２０の配線パターン２２、ランド２３、及びバイアホール２４の配置は一例に過ぎず、特に限定されない。

本実施形態では、インプリント法によってプリント配線板２０を形成するので、アディティブ法、セミアディティブ法、サブトラクティブ法といった従来の製法と比較して、配線パターン２２やバイアホール２４の微細化を図ることができる。

次に、以上に説明したインプリントモールド１０の製造方法について、図３〜図２０を参照しながら説明する。図３は本実施形態におけるインプリントモールドの製造方法を示すフローチャート、図４〜図２０は図３の各ステップを説明するための図である。なお、説明の便宜上、図４〜図２０では、凸部１２や角柱１３の配置を単純化して図示しており、図１（Ａ）に示すものとは一致していない。

本実施形態におけるインプリントモールド１０の製造方法は、図３に示すように、大別して、ＳＯＩウェハ３０を準備する工程Ｓ１０と、垂直壁３１２を形成する工程Ｓ２０と、当該垂直壁３１２から角柱１３を形成する工程Ｓ３０と、当該角柱１３の下に凸部１２を形成する工程Ｓ４０と、から構成されている。

なお、本実施形態における工程Ｓ１０が本発明における準備工程の一例に相当し、本実施形態における工程Ｓ２０及び工程Ｓ３０が本発明における角柱形成工程の一例に相当し、本実施形態における工程Ｓ４０が本発明における凸部形成工程の一例に相当する。また、本実施形態における工程Ｓ２０が本発明における第１の異方性エッチング工程の一例に相当し、本実施形態における工程Ｓ３０が本発明における第２の異方性エッチング工程の一例に相当する。

以下に、各ステップについて詳細に説明する。

先ず、図３のステップＳ１０において、図４（Ａ）及び図４（Ｂ）に示すようなＳＯＩウェハ３０を準備する。本実施形態におけるＳＯＩウェハ３０は、同図に示すように、デバイス層３１と、ハンドル層３３と、デバイス層３１とハンドル層３３との間に積層されたＢＯＸ（Buried OXide）層３２と、を備えている。

デバイス層３１は、単結晶のシリコン（Ｓｉ）から構成されており、面方位が｛１１０｝であり、好ましくは面方位が（１１０）である主面３１ａを有している。本実施形態では、プリント配線板２０のバイアホール２４の深さがＳＯＩウェハ３０のデバイス層３１の厚さに依存するため、当該デバイス層３１が、１〜１００μｍの厚さを有していることが好ましく、数１０μｍ程度の厚さを有していることがより好ましい。

一方、ハンドル層３３も単結晶のシリコンから構成されているが、その主面の面方位は特に限定されない。このハンドル層３３は、押圧時のインプリントモールド１０の剛性を確保するために、１００〜１０００μｍ程度の厚さを有していることが好ましい。

このＳＯＩウェハ３０のＢＯＸ層３２は、シリコン酸化物（ＳｉＯ_２）から構成されている。このＢＯＸ層３２は、後述するステップＳ２７やステップＳ３５でエッチングストッパとして機能するため、０．１〜２．０μｍの厚さを有していることが好ましく、０．５μｍ〜１．０μｍ程度の厚さを有していることがより好ましい。

なお、本実施形態におけるデバイス層３１が本発明における第１のシリコン層の一例に相当し、本実施形態におけるＢＯＸ層３２が本発明におけるシリコン酸化層の一例に相当し、本実施形態におけるハンドル層３３が本発明における第２のシリコン層の一例に相当する。

次いで、図３のステップＳ２０において、デバイス層３１に対する異方性エッチングによって垂直壁３１２を形成する。

具体的には、先ず、図３のステップＳ２１において、図５（Ａ）及び図５（Ｂ）に示すように、ＳＯＩウェハの上面に第１のマスク層３５を形成すると共に、下側にも第１のマスク層３６を形成する。この第１のマスク層３５，３６は、例えば、シリコン酸化物（ＳｉＯ_２）から構成されており、ウェット酸化、ドライ酸化、或いはパイロジェニック酸化によって形成される。特に上側の第１のマスク層３５は、ＢＯＸ層３２の厚さの１／２以下の厚さを有することが好ましく、ＢＯＸ層３２の厚さの１／４〜１／５程度の厚さを有することがより好ましい。

また、上側の第１のマスク層３５は後述のステップＳ２７及びステップＳ３５でマスク材として機能するため、当該第１のマスク層３５の厚さは、シリコンとシリコン酸化物に対するエッチャントのエッチング選択比を考慮して設定されている。

具体的には、エッチャントとして濃度２０ｗｔ％のＴＭＡＨ（水酸化テトラメチルアンモニウム）を用いて、面方位が｛１１０｝である主面を有するシリコンウェハを約８０℃でエッチングした場合におけるシリコンとシリコン酸化物のエッチング速度比は、Ｓｉ：ＳｉＯ_２＝１００００：１であることから、上側の第１のマスク層３５は、デバイス層３１の厚さの１／１００００以上の厚さを有することが好ましく、デバイス層３１の厚さの１／１０００以上の厚さを有することがより好ましい。

すなわち、本実施形態では、上側の第１のマスク層３５が、ＢＯＸ層の厚さの１／２以下であり、且つ、デバイス層３１の厚さの１／１００００以上の厚さを有していることが好ましい。

なお、本実施形態では、第１のマスク層３５，３６をシリコン酸化物（ＳｉＯ_２）で構成したが、特にこれに限定されない。例えば、第１のマスク層３５，３６として、ＬＰＣＶＤ（減圧化学気相成長）プロセス等によって、ＳＯＩウェハ３０の両主面にシリコン窒化層（Ｓｉ_３Ｎ_４）を形成してもよい。

次いで、図３のステップＳ２２において、図６に示すように、上側の第１のマスク層３５に円形状の開口３５１を形成する。具体的には、先ず、第１のマスク層３５の表面にレジスト層を形成した後に、例えば、ＲＩＥ（Reactive Ion Etching）によって第１のマスク層３５をデバイス層３１が露出するまでエッチングする。その後、硫酸過水等によってレジスト層をＳＯＩウェハ３０から除去する。なお、このステップＳ２２において、バッファードフッ酸（ＢＨＦ：Buffered Hydrogen Fluoride）等を用いてウェットエッチングを行ってもよい。

次いで、図３のステップＳ２３において、デバイス層３１に異方性エッチングを行うことで、デバイス層３１にアライメントマーク３１１を形成する。具体的には、ＴＭＡＨを用いたウェットエッチングによって、デバイス層３１において第１のマスク層２５の開口３５１から露出している部分をエッチングする。

このアライメントマーク３１１は、図７（Ａ）に示す平面視において六角形であり、且つ、図７（Ｂ）に示す断面視において三角形の凹形状である。このアライメントマーク３１１は、デバイス層３１が有する面方位｛１１０｝の主面３１ａに対して実質的に垂直である２つの｛１１１｝面３１ｂ，３１ｃを有しており、２つの｛１１１｝面３１ｂ，３１ｃは、相互に１０９．５°で交わっている。この２つの｛１１１｝面３１ｂ，３１ｃは、インプリントモールド１０に角柱１３を形成する際の位置決めの基準となる。アライメントマーク３１１の数や位置は特に限定されないが、アライメントマーク３１１相互の距離が離れている方がアライメントの精度が向上する。

なお、デバイス層３１が有する面方位｛１１０｝の主面３１ａに対して実質的に垂直である２つの｛１１１｝面は、当該２つの｛１１１｝面の面方位が相互に交差するものであれば、上記のものに特に限定されない。本実施形態における一方の{１１１}面３１ｂが本発明における第１の結晶面の一例に相当し、本実施形態における他方の{１１１}面３１ｃが本発明における第２の結晶面の一例に相当する。

なお、本実施形態では、角柱形成のための基準としてアライメントマーク３１１をデバイス層３１に形成したが（ステップＳ２２及びステップＳ２３）、特にこれに限定されない。

例えば、デバイス層３１の結晶方位を示すオリエンテーションフラット３０１（図４（Ａ）参照）がＳＯＩウェハ３０に形成されている場合には、アライメントマーク３１１を形成せずに、当該オリエンテーションフラット３０１を基準として角柱１３を形成してもよい。また、オリエンテーションフラット３０１に代えて、デバイス層３１の結晶方位を示すノッチがＳＯＩウェハ３０に形成されている場合には、当該ノッチを基準として角柱１３を形成すればよい。

次いで、図３のステップＳ２４において、第１のマスク層３５の上に第１のレジスト層４１を形成する。具体的には、先ず、第１のマスク層３５の上にレジストを滴下してスピンコータによって均一なレジスト膜を形成する。次いで、このレジスト膜上にフォトマスクを重ねた状態で紫外線を露光してキュア（凝固）させた後に現像することで、図８（Ａ）及び図８（Ｂ）に示すように、帯状の第１のレジスト層４１が第１のマスク層３５上に形成される。なお、スピンコータに代えて、スプレーコータを用いてもよい。

本実施形態では、この第１のレジスト層４１の帯形状は、ステップＳ２３で形成されたアライメントマーク３１１の一方の｛１１１｝面３１ｂに実質的に平行となっている。

次いで、図３のステップＳ２５において、図９（Ａ）及び図９（Ｂ）に示すように、第１のマスク層３５において第１のレジスト層４１から露出している部分を、デバイス層３１が露出するまでエッチングする。

このステップＳ２５においてウェットエッチングを行う場合には、エッチャントとしてバッファードフッ酸を用いることが好ましく、これによりデバイス層３１の露出面の平滑性が良好となる。なお、第１のマスク層３５をウェットエッチングする場合には、ＳＯＩウェハ３０の裏面全面にも第１のレジスト層４１を形成する必要がある。

一方、このステップＳ２５においてドライエッチングを行う場合には、例えばＲＩＥによって第１のマスク層３５をエッチングする。ちなみに、上述のステップＳ２１において、第１のマスク層３５をシリコン窒化層（Ｓｉ_３Ｎ_４）で構成した場合にも、このステップＳ２５において、ＲＩＥによって第１のマスク層３５をドライエッチングする。

次いで、図３のステップＳ２６において、図１０（Ａ）及び図１０（Ｂ）に示すように、第１のレジスト層４１を除去（剥離）する。具体的には、酸化プラズマによって第１のレジスト層４１をアッシング（灰化）した後に、硫酸過水等でＳＯＩウェハ３０を洗浄する。

次いで、図３のステップＳ２７において、図１１（Ａ）〜図１１（Ｃ）に示すように、デバイス層３１において第１のマスク層３５から露出している部分に対して、ＢＯＸ層３２が露出するまで異方性エッチングを行う。このエッチングによって、垂直壁３１２を残してデバイス層３１が侵食される。この垂直壁３１２の両壁面３１３は、ステップＳ２３で形成されたアライメントマーク３１１の一方の｛１１１｝面３１ｂに実質的に平行に延びている。

このステップＳ２７では、エッチャントとしてＴＭＡＨを用いて、デバイス層３１にウェットエッチングを行う。ＴＭＡＨは、シリコン酸化物（ＳｉＯ_２）に対するエッチングレートが低く、ＢＯＸ層３２がエッチングストッパとして機能するので、ハンドル層３３の平坦性を確保することができる。

次いで、図３のステップＳ３０において、垂直壁３１２に対する異方性エッチングによって角柱１３を形成する。

具体的には、先ず、図３のステップＳ３１において、図１２（Ａ）〜図１２（Ｃ）に示すように、垂直壁３１２の壁面３１３に第２のマスク層３７を形成する。この第２のマスク層３７は、第１のマスク層３５，３６と同様に、シリコン酸化物（ＳｉＯ_２）から構成されており、ウェット酸化、ドライ酸化、或いはパイロジェニック酸化によって形成される。この第２のマスク層３７は、後述のステップＳ３３でのＢＯＸ層３２のオーバエッチングを防止するために、ＢＯＸ層３２の露出部分よりも薄いことが好ましい。

また、この第２のマスク層３７は後述のステップＳ３５でマスク材として機能するため、当該第２のマスク層３７の厚さは、シリコンとシリコン酸化物に対するエッチャントのエッチング選択比を考慮して設定されている。

具体的には、上述のように、上記条件でのＴＭＡＨによるエッチングにおけるシリコンとシリコン酸化物のエッチング速度比がＳｉ：ＳｉＯ_２＝１００００：１であることから、第２のマスク層３７は、デバイス層３１の厚さの１／１００００以上の厚さを有することが好ましく、デバイス層３１の厚さの１／１０００以上の厚さを有することがより好ましい。

すなわち、本実施形態では、第２のマスク層３７が、ＢＯＸ層３２の露出部分よりも薄く、且つ、デバイス層３１の厚さの１／１００００以上の厚さを有していることが好ましい。

なお、第１のマスク層３５，３６と同様に、第２のマスク層３７として、ＬＰＣＶＤプロセス等によって垂直壁３１２の壁面３１３にシリコン窒化層（Ｓｉ_３Ｎ_４）を形成してもよい。但し、第１のマスク層３５，３６と第２のマスク層３７を同一材料で構成することが好ましい。これにより、後述する図３のステップＳ３３において（図１４（Ｃ）参照）、第１のマスク層３５と第２のマスク層３７を一度にエッチングすることができる。

なお、このステップＳ３１における酸化によって、第２のマスク層３７の他に、第１のマスク層３５やＢＯＸ層３２も若干拡大するが、本実施形態における第２のマスク層３７は、垂直壁３１２の壁面３１３に形成されるシリコン酸化層のみを指す。

次いで、図３のステップＳ３２において、図１３（Ａ）〜図１３（Ｃ）に示すように、上述のステップＳ２４と同様の要領で、第１のマスク層３５、第２のマスク層３７、及びＢＯＸ層３２の上に、帯状の第２のレジスト層４２を形成する。

本実施形態では、この第２のレジスト層４２の帯形状は、ステップＳ２３で形成されたアライメントマーク３１１の他方の｛１１１｝面３１ｃに実質的に平行となっており、ステップＳ２０で形成した垂直壁３１２と交差している。

図２１は図３のステップＳ３２で形成される第２のレジスト層の変形例を示す平面図である。なお、図２１に示すように、アライメントマーク３１１の他方の｛１１１｝面３１ｃに実質的に平行な帯形状と、ＢＯＸ層３２の露出部分全体と、を合わせた領域に、第２のレジスト層４２Ｂを形成してもよい。このような第２のレジスト層４２Ｂからは、第１及び第２のマスク層３５，３７において、アライメントマーク３１１の他方の｛１１１｝面３１ｃに実質的に平行な帯形状と交差しない部分のみが露出する。

次いで、図３のステップＳ３３において、図１４（Ａ）〜図１４（Ｃ）に示すように、上述のステップＳ２５と同様の要領で、第１のマスク層３５及び第２のマスク層３７において第２のレジスト層４２から露出している部分を、デバイス層３１が露出するまでエッチングする。

なお、このステップＳ３３では、第１及び第２のマスク層３５，３７に加えて、ＢＯＸ層３２もエッチングされてしまう。一方、このＢＯＸ層３２は、後述のステップＳ３５においてエッチングストッパとして機能する。このため、このステップＳ３３では、ＢＯＸ層３２の露出部分にエッチングストッパとして機能するための十分な厚さが残るように、エッチングを行う。

具体的には、上述のように、上記条件でのＴＭＡＨによるエッチングにおけるシリコンとシリコン酸化物のエッチング速度比がＳｉ：ＳｉＯ_２＝１００００：１であることから、このステップＳ３３では、ＢＯＸ層３２の露出部分のエッチング後の厚さが、好ましくはデバイス層３１の厚さの１／１００００以上、より好ましくはデバイス層３１の厚さの１／１０００以上残るように、エッチングを行う。このようなエッチングによって、ＢＯＸ層３２のオーバエッチングが防止される。

次いで、図３のステップＳ３４において、図１５（Ａ）〜図１５（Ｃ）に示すように、上述のステップＳ２６と同様の要領で、第２のレジスト層４２を除去（剥離）する。

次いで、図３のステップＳ３５において、図１６（Ａ）〜図１６（Ｃ）に示すように、垂直壁３１２において第１及び第２のマスク層３５，３７から露出している部分に対して、ＢＯＸ層３２が露出するまで異方性エッチングを行う。この際、ステップＳ２７と同様に、エッチャントとしてＴＭＡＨを用いて、デバイス層３１にウェットエッチングを行う。ＴＭＡＨは、シリコン酸化物（ＳｉＯ_２）に対するエッチングレートが低く、ＢＯＸ層３２がエッチングストッパとして機能するので、ハンドル層３３の平坦性を確保することができる。

このエッチングによって、角柱１３の本体部１２を構成する部分を残して垂直壁３１２が侵食される。この角柱１３の本体部１４の側面１４２，１４３は、アライメントマーク３１１の一方の｛１１１｝面３１ｂに実質的に平行となっているのに対し、角柱１３の側面１４４，１４５は、アライメントマーク３１１の他方の｛１１１｝面３１ｃに実質的に平行となっている（いずれも図１（Ｃ）参照）。

ところで、ＤＲＩＥ等のドライエッチングでも、高アスペクト比のシリコン角柱を形成することは可能である。しかしながら、このドライエッチングに伴ってシリコン角柱の側面に形成されるスキャロップが、プリント配線板のバイアホールに転写されてしまい、バイアホールの内壁面が凹凸になってしまう。このようなバイアホールに高周波信号を流すと、信号がバイアホールの表層部を流れる表皮効果が発生するため、伝送損失が増大してしまう。

これに対し、本実施形態では、インプリントモールド１０の角柱１３をウェットエッチング（異方性エッチング）によって形成するので、バイアホール２４の内壁面を平滑とすることができ、表皮効果による伝送損失を抑制することができる。

次いで、図３のステップＳ４０において、ドライエッチングによって角柱１３の下に凸部１２を形成する。

具体的には、先ず、図３のステップＳ４１において、図１７（Ａ）及び図１７（Ｂ）に示すように、上述のステップＳ２４と同様の要領で、プリント配線板２０の配線パターン２２やランド２３に対応した形状を有する第３のレジスト層４３を形成する。例えば、図１７（Ａ）において、第３のレジスト層４３の線状部分４３１が、プリント配線板２０の配線パターン２２に対応し、第３レジスト層４３の円形部分４３２が、プリント配線板２０のランド２３に対応している。図１７（Ｂ）に示すように、角柱１３は、この第３のレジスト層４３の円形部分４３２によって包み込まれる。

次いで、図３のステップＳ４２において、図１８（Ａ）及び図１８（Ｂ）に示すように、上述のステップＳ２５と同様の要領で、ＢＯＸ層３２において第３のレジスト４３から露出している部分を、ハンドル層３３が露出するまでエッチングする。

次いで、図３のステップＳ４３において、図１９（Ａ）及び図１９（Ｂ）に示すように、上述のステップＳ２６と同様の要領で、第３のレジスト層４３を除去（剥離）する。

次いで、図３のステップＳ４４において、図２０（Ａ）及び図２０（Ｂ）に示すように、ドライエッチングによってハンドル層３３に凸部１２を形成する。具体的には、ハンドル層３３においてＢＯＸ層３２から露出した部分を、例えばＤＲＩＥ（Deep Reactive Ion Etching）によって所定の深さまでエッチングする。エッチングガスとしては、例えば、四フッ化炭素（ＣＦ_４）や六フッ化硫黄（ＳＦ_６）等のフッ素系ガスを例示することができる。

なお、第１及び第２のマスク層３５，３７やＢＯＸ層３２が、このステップＳ４４のドライエッチングにおいてマスク材として機能するための十分な厚さを有していない場合には、ステップＳ４１の前にＳＯＩウェハ３０全体を再度酸化させてもよい。

このステップＳ４４でのドライエッチングによって、角柱１３の下に凸部１２が形成される。また、ハンドル層３３において凸部１２以外の部分は、インプリントモールド１０の支持部１１を構成する。なお、ステップＳ４４の後に、上述のステップＳ２５と同様の要領で、第１及び第２のマスク層３５〜３７をエッチングによって除去してもよい。

このように、本実施形態では、プリント配線板２０の配線パターン２２やランド２３に対応する凸部１２を、ドライエッチングによって形成するので、シリコンの結晶方位に依存することなく、任意の形状や配置の配線パターンやランドに対応することができ、インプリントモールド１０の設計の自由度が向上する。因みに、この凸部１２は、角柱１３と比較して浅いので、上述したドライエッチングに伴うスキャロップの影響は少ない。

なお、図２２（Ａ）〜図２２（Ｃ）に示すように、ハンドル層３３をエッチングする際に、ＢＯＸ層３２に代えて、第３のレジスト層４３をマスク材として用いてもよい。図２２（Ａ）〜図２２（Ｃ）は、図３のステップＳ４０の変形例を示す図である。

具体的には、先ず、図２２（Ａ）に示すように、上述のステップＳ４２と同様の要領で、第１及び第２のマスク層３５，３７とＢＯＸ層３２をエッチングする。

次いで、図２２（Ｂ）に示すように、ステップＳ４１と同様の要領で、第３のレジスト層４３を形成した後に、ステップＳ４４と同様の要領で、ドライエッチングによって凸部１２Ｂを形成する。具体的には、ハンドル層３３において第３のレジスト層４３から露出している部分を、例えばＤＲＩＥによって所定の深さまでエッチングする。

次いで、図２２（Ｃ）に示すように、上述のステップＳ４３と同様の要領で、第３のレジスト層４３を除去（剥離）する。

すなわち、上述の実施形態では、第３のレジスト層４３をＢＯＸ層３２のエッチングのためのマスク材として利用し（図１８（Ａ）及び図１８（Ｂ）参照）、ＢＯＸ層３２をハンドル層３３のエッチングのためのマスク材として利用する（図２０（Ａ）及び図２０（Ｂ）参照）。

これに対し、図２２（Ａ）〜図２２（Ｃ）に示す変形例では、デバイス層３１をＢＯＸ層３２のエッチングのためのマスク材として利用し（図２２（Ａ）参照）、第３のレジスト層４３をハンドル層３３のエッチングのためのマスク材として利用する（図２２（Ｂ）参照）。

このような相違から、図２２（Ｃ）に示すように、この変形例における角柱１３Ｂの最下部にシリコン酸化層１６が形成されているのに対し、凸部１２Ｂの最上部にはシリコン酸化層が形成されていない。

また、同図に示すように、この変形例では、第１及び第２のマスク層３５，３７がエッチングによって除去されるので、最終的には、本体部１４の上面１４１が露出して角柱１３Ｂの上面を構成していると共に、本体部１４の全ての側面１４２〜１４５が露出して角柱１３Ｂの側面を構成している。

なお、以上に説明した実施形態は、本発明の理解を容易にするために記載されたものであって、本発明を限定するために記載されたものではない。したがって、上記の実施形態に開示された各要素は、本発明の技術的範囲に属する全ての設計変更や均等物をも含む趣旨である。

１０…インプリントモールド
１１…支持部
１２，１２Ｂ…凸部
１２１…第１のシリコン酸化層
１３…角柱
１４…本体部
１４１…上面
１４２〜１４５…側面
１５…第２のシリコン酸化層
２０…プリント配線板
２１…絶縁性基材
２１１…凹部
２１２…孔部
２１ａ…樹脂基材
２２…配線パターン
２３…ランド
２４…バイアホール
３０…ＳＯＩウェハ
３１…デバイス層
３１ａ…｛１１０｝面
３１ｂ，３１ｃ…｛１１１｝面
３１２…垂直壁
３１３…壁面
３２…ＢＯＸ層
３３…ハンドル層
３５，３６…第１のマスク層
３７…第２のマスク層
４１…第１のレジスト層
４２…第２のレジスト層
４３…第３のレジスト層

Claims (11)

1. （Ａ）面方位が｛１１０｝である主面を有する第１のシリコン層と、第２のシリコン層と、前記第１のシリコン層と前記第２のシリコン層との間に積層されたシリコン酸化層と、を有するＳＯＩウェハを準備する準備工程と、
   （Ｂ）少なくとも前記第１のシリコン層をウェットエッチングすることで、角柱を形成する角柱形成工程と、
   （Ｃ）少なくとも前記第２のシリコン層をドライエッチングすることで、前記角柱を支持する凸部を形成する凸部形成工程と、を備えたことを特徴とするインプリントモールドの製造方法。
2. 請求項１に記載のインプリントモールドの製造方法であって、
   前記角柱形成工程（Ｂ）は、
   （Ｂ−１）少なくとも前記第１のシリコン層を異方性エッチングすることで、垂直壁を形成する第１の異方性エッチング工程と、
   （Ｂ−２）少なくとも前記垂直壁をさらに異方性エッチングすることで、前記角柱を形成する第２の異方性エッチング工程と、を含み、
   前記垂直壁は、前記第１のシリコン層の前記主面に実質的に垂直な｛１１１｝面のうちの第１の結晶面に実質的に平行な壁面を有し、
   前記角柱は、シリコンからなる本体部を少なくとも有し、
   前記本体部は、
   前記第１の結晶面に実質的に平行な第１の側面と、
   前記第１のシリコン層の前記主面に実質的に垂直な｛１１１｝面の中で前記第１の結晶面とは異なる第２の結晶面に実質的に平行な第２の側面と、を有することを特徴とするインプリントモールドの製造方法。
3. 請求項２に記載のインプリントモールドの製造方法であって、
   前記第１の異方性エッチング工程（Ｂ−１）は、
   （Ｂ−１−１）前記第１のシリコン層の上に第１のマスク層を形成する工程と、
   （Ｂ−１−２）前記第１のマスク層の上に第１のレジスト層を形成する工程と、
   （Ｂ−１−３）前記第１のマスク層において前記第１のレジスト層から露出している部分を、前記第１のシリコン層が露出するまでエッチングする工程と、
   （Ｂ−１−４）前記第１のレジスト層を除去する工程と、
   （Ｂ−１−５）前記第１のシリコン層において前記第１のマスク層から露出している部分を、前記シリコン酸化層が露出するまでウェットエッチングする工程と、を含んでおり、
   前記第１のレジスト層は、前記第１の結晶面に実質的に平行な帯形状を有することを特徴とするインプリントモールドの製造方法。
4. 請求項３に記載のインプリントモールドの製造方法であって、
   前記第２の異方性エッチング工程（Ｂ−２）は、
   （Ｂ−２−１）前記垂直壁の前記壁面に第２のマスク層を形成する工程と、
   （Ｂ−２−２）第２のレジスト層を、前記第１のマスク層、前記第２のマスク層、及び前記シリコン酸化層の上に形成する工程と、
   （Ｂ−２−３）前記第１のマスク層及び第２のマスク層において前記第２のレジスト層から露出している部分を、前記第１のシリコン層が露出するまでエッチングする工程と、
   （Ｂ−２−４）前記第２のレジスト層を除去する工程と、
   （Ｂ−２−５）前記第１のシリコン層において前記第１のマスク層及び前記第２のマスク層から露出している部分を、前記シリコン酸化層が露出するまでウェットエッチングする工程と、を含んでおり、
   前記第２のレジスト層は、前記第２の結晶面に実質的に平行な帯形状を少なくとも含み、前記第１のマスク層及び前記第２のマスク層は、前記垂直壁と前記第２のレジストとの交差部分を除いて、前記第２のレジスト層から露出することを特徴とするインプリントモールドの製造方法。
5. 請求項１〜４のいずれかに記載のインプリントモールドの製造方法であって、
   前記凸部形成工程（Ｃ）は、
   （Ｃ−１）前記シリコン酸化層及び前記角柱の上に第３のレジスト層を形成する工程と、
   （Ｃ−２）前記シリコン酸化層において前記第３のレジスト層から露出している部分を、前記第２のシリコン層が露出するまでエッチングする工程と、
   （Ｃ−３）前記第３のレジスト層を除去する工程と、
   （Ｃ−４）前記第２のシリコン層において前記シリコン酸化層から露出している部分をドライエッチングする工程と、を含むことを特徴とするインプリントモールドの製造方法。
6. 請求項１〜４の何れかに記載のインプリントモールドの製造方法であって、
   前記凸部形成工程（Ｃ）は、
   （Ｃ−１）前記第１のマスク層及び第２のマスク層を前記第１のシリコン層が露出するまでエッチングして、前記角柱から前記第１のマスク層及び前記第２のマスク層を除去すると共に、前記シリコン酸化層を前記第２のシリコン層が露出するまでエッチングして、前記角柱の最下部を前記シリコン酸化層で構成する工程と、
   （Ｃ−２）前記角柱及び前記第２のシリコン層の上に第３のレジスト層を形成する工程と、
   （Ｃ−３）前記第２のシリコン層において前記第３のレジスト層から露出している部分をドライエッチングする工程と、
   （Ｃ−４）前記第３のレジスト層を除去する工程と、
   を含むことを特徴とするインプリントモールドの製造方法。
7. 少なくともシリコンからなるインプリントモールドであって、
   支持部と、
   前記支持部上に設けられた凸部と、
   前記凸部に立設された角柱と、を備えており、
   前記角柱の軸方向に対して実質的に直交する方向に沿った前記角柱の断面形状は、菱形であることを特徴とするインプリントモールド。
8. 請求項７に記載のインプリントモールドであって、
   前記角柱は、シリコンからなる本体部を少なくとも有しており、
   前記本体部は、
   面方位が｛１１０｝である上面と、
   面方位が｛１１１｝である側面と、を有することを特徴とするインプリントモールド。
9. 請求項７又は８のいずれかに記載のインプリントモールドであって、
   前記インプリントモールドは、前記角柱の最下部、又は、前記凸部の最上部に位置する第１のシリコン酸化層を備えたことを特徴とするインプリントモールド。
10. 請求項７〜９のいずれかに記載のインプリントモールドであって、
    前記角柱は、前記本体部の前記上面と一部の前記側面とを覆う第２のシリコン酸化層を有することを特徴とするインプリントモールド。
11. 絶縁性基材と、
    前記絶縁性基材に形成されたバイアホールと、
    前記絶縁性基材に埋設された配線パターンと、を備えており、
    前記バイアホールの軸方向に対して実質的に直交する方向に沿った前記バイアホールの断面形状は、菱形であることを特徴とする配線板。

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